Полимеры вспомогательного фармакологического назначения - полимеры медицинского назначения

Когда медицинский препарат вводят в организм, количество лекарственного вещества, поступающего за один прием, крайне невелико: оно никогда не превышает 1 г, а в подавляющем большинстве случаев измеряется миллиграммами и даже микрограммами. Обеспечить присутствие в организме и эффективное действие столь незначительного объема лекарства в течение определенного времени — именно такую задачу должно решать фармацевтическое производство.
Медикамент, приготовленный для введения в организм, т. е. готовый фармацевтический продукт называют, как известно, лекарственной формой. Среди таких форм имеются лекарства в ампулах для инъекций, таблетки, и вообще можно насчитать до 30 разновидностей приготовления лекарственных препаратов. Однако лекарство как таковое может проявить свои медикаментозные свойства только в определенных условиях, которые создаются путем использования вспомогательных агентов. В этом качестве весьма широко применяются высокомолекулярные соединения, позволяющие приготовлять наиболее удобные, целесообразные и подходящие для данного вещества лекарственные формы. Таким образом, именно полимерам отводится исключительно важная роль при создании разного рода связующих присадок и других вспомогательных агентов.

Связующие агенты

Порошкообразные медикаменты иногда используются в своем первоначальном агрегатном состоянии, т. е. в виде порошков той или иной дисперсности, однако, как правило, их подвергают гранулированию или формуют в виде таблеток и пилюль. Это значительно облегчает манипуляции с лекарственным веществом и его прием- кроме того, гранулирование обеспечивает строгое соблюдение предписанной дозировки. В качестве связующих агентов при производстве гранулированных форм используются различные полимеры. Они применяются в виде растворов, причем в зависимости от природы лекарственных веществ используют раствор полимера в воде или в органическом растворителе. В виде водных растворов применяются, например, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза-натрий, оксиэтилцеллюлоза и другие производные целлюлозы или вещества типа поливинилового спирта. Если же создают лекарственные формы из растворов полимеров в органических растворителях, то используют этилцеллюлозу, поливинилпирролидон, поливинилацетат и их аналоги.
Для резорбции организмом введенного перорально лекарственного вещества необходимо, чтобы в пищеварительном тракте этот препарат размельчился, а собственно медикамент перешел в раствор. Связующие агенты оказывают влияние на прочность и твердость гранул и таблеток, а также непосредственно влияют на весь комплекс характеристик готовой лекарственной формы. Влияют они и на размельчение медикамента внутри организма: например, при использовании больших количеств этилцеллюлозы, поливинилацетата или другого водонерастворимого соединения дезинтеграция препарата превращается в довольно сложную проблему.
Очевидно, что содержание лекарственного вещества в каждой таблетке не должно быть ниже критического минимума- для обеспечения такого объема технологически допустимые отклонения массы имеют достаточно широкий интервал. Для выдерживания этого параметра на заданном уровне при формовании таблеток в машину необходимо непрерывно подавать постоянное количество порошкообразного лекарственного вещества. Конструкция таблетировочной машины создается с
таким расчетом, чтобы использовать порошок, обладающий необходимой текучестью. При манипуляциях с обычной порошковой смесью вспомогательного, т. е. связывающего, агента и собственного лекарства случается так, что сила сцепления между отдельными гранулами мала и текучесть явно недостаточна, а вследствие этого невозможно и непосредственное пресс- формование такого порошка в таблетки. Таким образом, вполне оправданной и обычной была практика, когда таблетки формировали только после предварительного гранулирования исходного порошка до образования частиц достаточного размера. Вполне удовлетворительной текучестью и достаточной силой сцепления обладает кристаллическая целлюлоза- использование ее в качестве формующего агента позволяет осуществлять прессование таблеток непосредственно из исходной порошковой смеси без предварительного ее гранулирования.
В большинстве своем фармакологические препараты представляют органические соединения, содержащие химически активные группы, а потому легко поддаются воздействию тепла, света, кислорода, воды и других факторов и претерпевают разнообразные химические изменения. Следовательно, при разработке технологии непосредственного прессования лекарственных порошков в таблетки необходимо не только свести весь процесс к одной стадии, но исключить использование воды, высокотемпературную сушку и все другие факторы активного воздействия. Все эти требования относятся к лекарственным препаратам с ярко выраженной склонностью к изменениям химического характера.
Возвращаясь к кристаллической целлюлозе, следует напомнить, что она представляет собой продукт солянокислого гидролиза некристаллических участков волокон пульпы с последующим разрушением волокнистого строения- это приводит к образованию шлама, который подвергают конвективной сушке. Средняя степень полимеризации целлюлозы определяется величиной порядка 200- агрегатное состояние — порошок белого цвета, не имеющий запаха. Целесообразно сравнить характеристики кристаллической целлюлозы и картофельного крахмала. На рис. 36 иллюстрируется проницаемость воды в слой порошка исследуемого вещества [9]. По ординате отложены значения, описываемые формулой Washburn:
(1)
где L — длина расстояния проникновения за время t-
г — средний диаметр капилляра- 0 — угол
Рис. 36. Проницаемость воды в кристаллическую целлюлозу и в картофельный крахмал.

1. — кристаллическая целлюлоза- 2 — картофельный крахмал.

контактирования- у— критическое поверхностное натяжение воды- н — плотность воды.
Как видно из графика, в случае кристаллической целлюлозы градиент почти в 14 раз выше, чем у картофельного крахмала, что свидетельствует о гораздо более легкой проницаемости воды. Некоторые характеристические данные, выведенные из графика на рис. 38, представлены в табл. 34 [9].
Цифровой материал табл. 34 можно трактовать следующим образом. Поскольку целлюлоза кристаллична, она прочно связывает воду, тогда как картофельный крахмал, содержащим много аморфных участков, под действием связанной воды только набухает. Когда кристаллическую целлюлозу используют при прессовании таблеток, необходимо принимать во внимание очень высокую скорость проникновения воды внутрь таблеток ввиду большой гидрофильности целлюлозы. Кроме того, из-за малой набухаемости кристаллическая целлюлоза не может достаточно быстро дезинтегрироваться. Однако путем смешивания с крахмалом, который легко диспергируется в воде и обладает сильной склонностью к набуханию, все эти проблемы можно, по-видимому, разрешить сравнительно легко.

Таблица 34. Масса водного компонента, полученного из слоя порошка, и уровень набухания [9].

В заключение следует отметить, что, если смешать и измельчить кристаллическую целлюлозу с ментолом или  аналогичным ему сильно летучим лекарственным веществом, то летучесть последнего можно снизить и даже вообще исключить.